空预器密封改造

空气预热器柔性接触式

密封简介空气预热器的概念空气预热器是利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备。空气预热器的作用改善并强化燃烧。当经过预热器后的热空气进入炉内后，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用。强化传热由于炉内燃烧得到改善和强化，加上进入炉内的热风温度提高，炉内平均温度水平也有提高，从而可强化炉内辐射传热。减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率。由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失；另一方面，空气预热器利用烟气余热，进一步降低了排烟损失，因此，提高了锅炉热效率。根据经验，当空气在预热器中温度升高1.5℃时，排烟温度可降低1℃。在锅炉烟道中安装空气预热器后，如果能把空气预热150～160℃，就可以降低排烟温度110～120℃，可将锅炉热效率提高7％～7.5％，可节约燃料11%～12%。热空气可以作为燃料的干燥剂。对于层燃炉，有热空气，可以使用水分和灰分较高的燃料；对于电站锅炉，热空气是制粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。空气预热器的分类按换热方式不同分传热式和蓄热式（或称再生式）两大类按结构不同主要有管式、板式和回转式三类管式空气预热器广泛用于中小型锅炉中。板式空气预热器由多层平板组成，烟气和空气分别相间地流过板间的通道，已很少采用。回转式空气预热器受热面由许多波纹状的薄钢片组成，烟气和空气交替流过受热面。当烟气流过受热面时，受热面温度升高，储蓄热量；当空气流过受热面时，受热面放出蓄热加热空气。回转式空气预热器广泛应用于大型电站锅炉，在钢铁、炼油和化工行业中也得到应用。回转式空预器的结构及原理回转式空气预热器是一种蓄热式预热器。它利用烟气和空气交替地通过金属受热面来加热空气。空预器转子二分仓三分仓四分仓三分仓示意图三分仓空预器典型结构密封片位置密封片位置回转式空气预热器优缺点与管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、体积小、换热面密度高、整机质量轻、金属耗用量少、利于安装布置、低温腐蚀较管式换热器轻等特点，适于在大型锅炉上使用。但回转式空气预热器的缺点是漏风量大，工况良好时为6％～8％，密封不良时为20％～30％，大于管式换热器5％以下的漏风量。另外回转式空气预热器的结构复杂、制造工艺和安装要求高、运行维护工作量大，热态自动控制也较为困难。较高的漏风量引起预热器入口风压降低、风机电流升高，预热器后的过量空气系数升高、尾部排烟气温降低、锅炉热效率降低、燃煤损耗增加，锅炉达不到额定负荷。因此对回转式空气预热器的漏风量进行热态控制就变得尤为重要。柔性接触式密封结构应用随着能源和燃料的成本不断上升，明显且持久地降低空气预热器的漏风率显得更为重要。因此，江苏鑫信润科技有限公司不断地开发和完善空气预热器的密封系统的改造。江苏鑫信润科技有限公司的柔性接触式密封系统成功的将漏风率降低到了极低的水平。柔性接触式密封技术原理将扇形板固定在某一合理位置，柔性接触式密封系统安装在径向转子格仓板上，在未进入扇形板时，柔性接触式密封滑块高出扇形板5mm‑8mm。当柔性接触式密封滑块运动到扇形板下面时，合页式弹簧发生形变。密封滑块与扇形板接触，形成严密无间隙的密封系统。当该密封滑块离开扇形板后，合页式弹簧将密封滑块自动弹起，以此循环进行。（如图1所示）。图1柔性接触式密封立体示意柔性接触式密封技术特点采用柔性接触式密封技术，不会形成密封间隙，密封效果好。由于扇形板与径向密封滑块之间没有间隙，则没有气流通过，也就避免了烟气冲刷磨损的问题，从而密封系统能长期运行。采用合页弹簧技术。该技术允许空预器的转子在热态运行状态下有一定的圆端面变形及圆周方向的变形，特别适合空预器的改造。对于围带驱动的空预器转子，圆端面有2mm‑­3mm的跳动量是十分普遍存在的。空预器热态下，圆端面和圆周椭圆度均有不同幅度的变形问题存在。这种技术也可以自动补偿这样的变化。自润滑合金高温下干磨擦系数μ＝0.1，对主轴电机驱动电流影响甚小，电流增加不超过1.5Ａ。检修工艺简化：柔性接触式密封系统采用工厂化生产，车间组装成单个密封元件，对原有转子的椭圆度、两端面的平行度、平面度；转子转动跳动量要求降低，大大简化了现场安装的工艺程序，工期短。技术创新点柔性接触式密封二维结构（如图2所示）1、密封部件2、固定板3、铰链板I4、铰链板II5、支撑板6、弹簧图2柔性密封结构2.3.1密封部件密封部件采用参入耐磨陶瓷片材料（如图2所示）。结合此种材料在高温无润滑脂的条件下，可以达到很低的摩擦系数，具有耐磨损、耐高温、摩擦系数小、安装方便及更换组件快捷的优点。2.3.2特种弹簧接触式密封技术的另一核心技术是退让弹簧（如图2所示），该弹簧为镍基合金材料，是合金材料中早期发展的应用广泛的合金之一。此种材料具有良好的强度、良好的抗腐蚀和抗氧化性能，而且也有较好的低温性能，成形性能也好，能适应各种焊接工艺。2.3.3铰链采用耐磨材质铰链部位在运行中长期的活动摩擦，该出采用了高耐磨防腐蚀的合金材料，杜绝以往同样结构产品运行时间过长后出现铰链轴断裂的现象。2.3.4特殊结构优化以往铰链部位裸露在外面，在空预器中经过长时间的气体冲刷，容易出现断裂等现场，经合理设计更改原有结构增加保护结构（图2中3、4结构），杜绝气体对铰链部位形成直接冲刷，同时还防止粉尘进入到铰链造成铰链卡涩。柔性接触式密封技术优势空预器漏风治理一直以来是各电厂节能减排的重要项目，传统的空预器硬性密封虽然也能在一定程度上控制漏风率，但效果并不明显，硬性密封主要是在机组100%负荷时对其密封片进行调整，一旦负荷下降，则无法控制其漏风，经济性不能保证；而柔性接触式密封是无间隙密封，负荷的变化对其影响并不是很大，所以经济性优于传统的硬性密封。（如图3所示）图3柔性接触式密封和硬性密封应用后漏风率对比改造效果通过对锅炉空气预热器的柔性接触式密封改造，我们预期效果（达到预期改造效果的前提是空预器烟气进出口压差在设计值范围之内）：其出口热一次风及二次风温度较改造前有了明显的提高，减少了传热元件中的堵灰，提高了环热效率，降低了漏风率（改造后一年内漏风率不超过5%，一个大修周期内（5年）不超过7%）。改造后的经济性根据我司多年改造经验估算：改造前漏风率以9%为例，改造后漏风率为5%,共降低4%，一般300MW机组锅炉所配用空预器，漏风率每变化1%，影响供电煤耗0.26g/kw·h单机单年发电量（按满负荷5500小时计算）300，000×5500=165×107kw·h=16.5亿kw·h

节约用煤165×107×0.26×10-3×（9-6）=1716×103kg=1716吨按每吨标煤700元/吨节约700×1716=120.12万元按照送、引风机电机功率4500kw计算，估算漏风率降低4%，送、引风机功率大约降低4%。送、引风机每年满负荷5500小时算4500×4%×550